CN105492726B - 包括第一和第二蜂窝层和其间的穿孔中间密封板的燃气涡轮叠层密封组件 - Google Patents

Abstract

一种配置在定子密封部分(33)上且与燃气涡轮发动机(10)的转子密封部分(35)相对的叠层密封组件(34)包括：第一蜂窝层(40)，其具有接合转子部分的第一边缘(42)和远离所述转子密封部分的第二边缘(44)，多个蜂窝小室(41)在第一边缘与第二边缘之间延伸；中间密封板(50)，其具有第一材料表面(51)和第二材料表面(53)，第一材料表面配置成抵靠第一蜂窝层的第二边缘；低传导性结构(60)，其配置在第二表面上；和背板(70)，其配置成抵靠所述低传导性结构，其中，定子部分可针对热生长来调节，以匹配转子部分的热生长。

Description

包括第一和第二蜂窝层和其间的穿孔中间密封板的燃气涡轮 叠层密封组件

相关申请的交叉引用

本PCT实用申请请求享有具有美国专利申请序列号No.61/874,608的题为“DoubleLayer Lattice on Labyrinth Seals for Thermal Matching and Method”且具有2013年9月6日的申请日的当前未决的临时申请的优先权和权益，该临时申请通过引用而全部并入本文中。

技术领域

当前的实施例大体上涉及一种燃气涡轮发动机。更具体而言，且不作为限制，当前的实施例涉及用于密封构件的热匹配的叠层格栅结构，和相关方法。

背景技术

典型的燃气涡轮发动机大体上具有前端和后端，其中其若干核心或推进构件轴向地定位在前端和后端之间。空气入口或进气口在燃气涡轮发动机的前端处。按顺序向后端移动，进气口后面跟着压缩机、燃烧室、涡轮、和在燃气涡轮发动机的后端处的喷嘴。本领域技术人员将容易清楚的是，附加的构件也可包括在燃气涡轮发动机中，诸如，例如低压和高压压缩机、和高压和低压涡轮。然而，这不是无遗漏的清单。燃气涡轮发动机通常还具有沿燃气涡轮发动机的中心纵轴线轴向地配置的内部轴。内部轴连接到涡轮和空气压缩机二者，使得涡轮对空气压缩机提供旋转输入，以驱动压缩机叶片。

在操作中，空气在压缩机中加压，且在燃烧器中与燃料相混合，以用于生成向下游流过涡轮级的热燃烧气体。这些涡轮级从燃烧气体提取能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体，且包括定子喷嘴组件，定子喷嘴组件将燃烧气体向下游引导穿过从支承转子盘沿径向向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。在多级涡轮中，第二级定子喷嘴组件定位在第一级叶片的下游，后面又跟着从第二支承转子盘沿径向向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃烧气体能量转换成机械能。低压涡轮叶片和转子盘机械地联接到低压或增压压缩机，以用于驱动增压压缩机且附加地驱动入口风扇。与入口风扇的连接可为直接的或间接的，例如，通过齿轮箱。

在燃气涡轮发动机的操作期间，期望使寄生流动损失最小化，以改善燃气涡轮发动机的效率和性能。损失的一个位置在迷宫式密封件区域中，在该处，密封件的转子部分上的密封齿可以以与密封件的定子部分(其通常通过相对的蜂窝材料来实施)不同的速率膨胀或收缩。

在典型的密封布置中，密封件的定子部分可由于热而比转子部分的热生长更快地沿径向方向生长。此种生长差异导致密封特征之间的开口和密封件的降低的功能性。在瞬变发动机操作如猝发的增大节流阀期间，且由于热质量和空气滞后差异，已知的迷宫式密封件的定子部分趋向于比密封件的转子部分更快地热生长。生长速率的差异趋向于由于定子部分的背板的热影响比用于使实验密封件旋转的支承结构(如，盘开孔和腹板)更快地发生。结果，形成定子部分与转子部分之间的间隙，这允许了高温气体泄漏。生长差异可导致此种瞬变猝发期间的排气温度超出。因此，期望减小在此种瞬变操作期间穿过密封件的流动。

如通过前文可见，将期望利用密封组件克服这些和其他泄漏，以便在暂时操作期间减小寄生流动损失且减小涡轮温度过调量，诸如以用于非限制性实例的节流阀移动。

包括在说明书的背景部分中的信息(包括在本文引用的任何参考文献及其任何描述或论述)仅是出于技术参考的目的而包括的，且不应认作是界定本发明范围的主题。

发明内容

根据本实施例，提供了一种密封组件，其热匹配定子和转子生长，以便使定子与转子之间的差异生长最小化。密封件的定子部分的生长被调节成更接近转子的较慢生长。此种生长可由于从密封组件的热侧直至转子和定子部分背板的传导而发生。因此，转子和定子可具有更相似的偏转速率，这导致转子和定子部分之间的减小的间隙。

根据一些实施例，一种配置在定子密封部分上且与燃气涡轮发动机的转子密封部分相对的叠层密封组件包括：第一蜂窝层，其具有接合转子密封部分的第一边缘和远离转子密封部分的第二边缘，多个小室在第一边缘与第二边缘之间延伸；中间密封板，其具有第一材料表面和第二材料表面，第一材料表面配置成抵靠第一蜂窝层的第二边缘；低传导性结构，其配置在第二表面上；和背板，其配置成抵靠所述低传导性结构，其中，定子密封部分可针对热生长来调节，以匹配转子密封部分的热生长。

提供本发明内容以用简化的形式介绍以下在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容既不意图辨别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。所有以上概括的特征应理解为仅为示范性的，且本发明的许多更多特征和目标可从本文中的公开内容搜集到。因此，在不进一步阅读整个说明书、权利要求和与其一同包括的附图的情况下，将理解本发明内容的非限制性解释。本发明的特征、细节、效用和优点的更详尽的陈述在本发明的各种实施例的以下书面描述中提供，在附图中例示，且在所附权利要求中限定。

附图说明

本公开内容的在上面提到的和其他特征和优点、以及获得它们的方式将变得更清楚，且将通过参照结合附图作出的实施例的以下描述来更好地理解热匹配的密封部分，在附图中：

图1为燃气涡轮发动机的侧截面视图；

图2为示范迷宫式密封件的侧截面视图；

图3为叠层密封组件的分解组装视图；

图4为图3的实施例的组装侧截面视图；

图5为第二实施例的分解组装视图；

图6为叠层密封组件的第二实施例的截面视图；

图7为各种密封件中的一定时间段内的瞬变流动效果的线图；

图8为用于在添加制造过程中形成整个定子部分的流程图；且

图9为备选的流程图，其中，蜂窝分开地形成且与在添加制造过程中形成的其他部分连结在一起。

具体实施方式

现在将详细地参照所提供的实施例，其一个或更多个示例在附图中示出。各实例作为阐释而非公开的实施例的限制来提供。实际上，对本领域技术人员而言将清楚的是，可在本实施例中进行各种修改和变型，而不脱离本公开的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，期望本发明覆盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此种修改和变型。

参看图1-9，绘出了双层叠层迷宫式密封件的各种实施例。叠层热隔离迷宫式密封组件的定子密封部分的背板。结果，定子密封部分的热生长可得到控制或调节，以便更接近或热匹配转子密封部分的径向方向上的生长。通常，定子密封部分热生长比沿径向向外方向的转子密封部分热生长更快地发生。因此，本实施例减慢了定子密封部分的沿径向向外方向的生长，例如，在瞬变操作期间。以此方式，定子密封部分不像现有技术中一样快地远离转子密封部分沿径向生长，这减少了跨过密封件的密封件流动或寄生损失。因此，由于减小的密封件流而减小了排出气体温度过调量，这改善了发动机的持久性。

如在本文中使用的，用语“轴向”或“轴向地”是指沿着发动机纵轴线的维度。结合“轴向”或“轴向地”使用的用语“前”是指沿朝发动机入口的方向移动，或者构件相比于另一构件相对更接近发动机入口。与“轴向”或“轴向地”使用的用语“后”是指沿朝发动机出口的方向移动，或构件相比于另一构件相对更接近发动机喷嘴。

如在本文中使用的，用语“径向”或“径向地”是指在发动机中心纵轴线与发动机外周之间延伸的维度。

所有的方向基准(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针)仅用于辨认目的，以有助于读者理解本发明，且不形成限制，特别是对本发明的位置、定向或用途的限制。连接基准(例如，附接、联接、连接、连结)应宽泛地理解，且可包括元件集合之间的中间部件和元件之间的相对移动，除非另外指出。因此，连接基准不一定表示两个元件直接地连接且以固定关系连接于彼此。示范附图仅用于例示目的，且其所附附图中反映的大小、位置、顺序和相对尺寸可变化。

首先参看图1，燃气涡轮发动机10的示意性侧截面视图示为具有空气入口端12，空气在该空气入口端12中进入核心13，核心13大体上由高压压缩机14、燃烧器16和多级高压涡轮20限定。共同地，核心13在操作期间提供动力。尽管燃气涡轮发动机10在航空实施例中示出，但此种实例不应当认作是限制性的，因为燃气涡轮发动机10可用于航空、发电、工业、船舶等。

在操作中，空气通过燃气涡轮发动机10的空气入口端12进入，且移动穿过至少一个压缩级，在此，空气压力增大且被引导至燃烧器16。压缩空气与燃料混合且焚烧，从而提供热燃烧气体，该热燃烧气体朝高压涡轮20离开燃烧器16。在高压涡轮20处，从热燃烧气体提取能量，从而导致涡轮转子的旋转，这又导致高压轴24的旋转。高压轴24朝燃气涡轮发动机10的前部穿过，以使一个或更多个高压压缩机14级旋转。风扇18由高压轴24连接到低压涡轮21，且产生用于燃气涡轮发动机10的推力。低压涡轮21还可用于提取更多能量且对附加的压缩机级供能。低压空气可也用于辅助冷却燃气涡轮发动机的构件。

燃气涡轮发动机10关于发动机轴线26轴对称，以便各种发动机构件围绕其旋转。轴对称的高压轴24穿过涡轮发动机前端延伸到后端中，且由轴结构上的轴承来轴颈支承。高压轴24围绕燃气涡轮发动机10的轴线26旋转。高压轴24可为中空的，以允许低压涡轮轴28在其中旋转，且独立于高压轴24的旋转。低压轴28也可围绕燃气涡轮发动机10的发动机轴线26旋转。在操作期间，低压轴28与连接到低压轴28的其他结构如涡轮的转子组件一起旋转，以便在工业、船舶、陆地或航空用途中产生动力或推力。

仍参看图1，本实施例可涉及遍及发动机的密封组件，其中期望使从压缩机14提取的冷却空气的量最小化，且允许其保留在主流动路径中以用于高压涡轮20中的功提取。

现在参看图2，绘出了迷宫式密封组件30的侧截面视图，其包括转子密封部分35，转子密封部分35包括多个密封齿32，密封齿32与定子密封部分33相对地定位。转子具有接合定子密封部分33的转子密封部分35。迷宫式密封组件30提供密封齿32的末梢与定子密封部分33的最内表面之间的小空隙。转子的转子密封部分35可包括接合定子密封部分33的一个或更多个密封齿32。在第一和第二有齿区段之间，存在径向在内的区段37，其为具有比迷宫式密封齿32的末梢的外径小的直径的光滑圆柱形表面。

转子密封部分35中的多个密封齿32可涂布有可磨损材料。可磨损材料是可选的，且因此可使用或可不使用。密封齿32在操作期间接合相对的定子密封部分33，且更具体而言是叠层密封组件34，例如蜂窝密封组件。在瞬变状态中，现有技术密封件的定子密封部分33比转子密封部分35更快地沿径向方向生长。

在发动机操作期间，转子密封部分35，包括密封齿32，相对于定子密封部分33或叠层密封组件34旋转。密封齿32接合叠层密封组件34，以沿轴向方向密封。迷宫式密封组件30提供了燃气涡轮发动机10的大体上高压区域与冷却空气通过的较低压区域之间的密封。密封齿32随一个或两个轴24、28的旋转而旋转。叠层密封组件34由根据本公开的实施例的各种结构的叠层形成。在功能方面，迷宫式密封组件30，包括叠层密封组件34，显著地减小瞬变密封件流动，从而在瞬变操作期间吸入来自燃烧器且进入叶片冷却回路中的较少的流。

如前所述，转子密封组件30的一个问题涉及定子密封部分33和通过密封齿32实施的转子密封部分35的热生长速率方面的差异。通过提供迷宫式密封件的瞬变热匹配，寄生流动损失减小，从而导致提高的发动机性能和单位燃料消耗(SFC)的总体减小。本实施例利用双层蜂窝、格栅或其他隔离材料来隔离密封背板70，以提供改善的瞬变密封匹配。静密封件在反应方面瞬时地较快，且减慢它们的响应一般而言有益于发动机效率和操作。此种热匹配使穿过迷宫式密封组件30的泄漏最小化。本实施例使从迷宫式密封组件30的密封齿32区域的热侧直至背板70的传导最小化。加至背板70和迷宫式密封组件30的控制环38、39的减少的热量允许密封件在发动机的瞬变响应期间更慢地热偏转。这又允许转子和定子密封部分35、33具有类似的热时间限制，使得各构件的热偏转可根据要求来匹配，尤其是在瞬变状态期间。根据本实施例，叠层密封组件34允许根据需要调节迷宫式密封组件30。

现在参看图3，绘出了叠层密封组件34的第一实施例的分解组件。叠层密封组件34由材料的叠层形成，且包括径向在内的第一蜂窝层40，第一蜂窝层40在发动机的操作期间最接近密封齿32(图2)。第一蜂窝层40包括由薄壁限定的多个蜂窝小室41。第一蜂窝层40由多个蜂窝小室41制成，蜂窝小室41大体上是中空的，且在第一边缘42与第二边缘44之间延伸。尽管在本文中使用用语“蜂窝”，但该用语不应当认为限制蜂窝小室41的几何形状。尽管示出了六边的小室，但可使用各种形状，包括圆形、正方形、矩形、或其他几何形状。蜂窝小室41各自具有从第一蜂窝层40的第一边缘42延伸至第二边缘44的高度。如本领域技术人员将理解的那样，第一蜂窝层40材料由适合用于在燃气涡轮发动机内使用的金属或合金形成。

中间密封板50从第一蜂窝层40沿径向向外间隔开，中间密封板50提供如下表面，第一蜂窝层40可例如通过硬焊而附接到该表面。中间密封板50作用为第一蜂窝层40的基底层，且可在厚度方面变化。中间密封板50可由金属或合金片材形成，或可由其他粘结或涂布材料形成，例如，CMC材料或格栅结构。中间密封板50可具有第一表面51和第二表面53。

中间密封板50可为实心的，或可包括多个穿孔52。此种穿孔允许叠层密封组件34的较低压力侧与包括背板70的较冷侧之间的热连通。热匹配允许穿孔52的数量、尺寸和位置的变化，因此可存在比蜂窝小室41少或多的穿孔，其中它们是可选的或在最低程度上不是必需的。在本实施例中，穿孔52对应于第一蜂窝层40的各蜂窝小室41。然而，穿孔52是可选的且不是必需的。根据一些实施例，穿孔52可基于期望的热活化量而布置。例如，如果期望额外的热从迷宫式叠层密封组件34的转子侧朝背板70传递，则可增加更多的穿孔52。备选地，如果需要朝背板70的更少的热传递，则可提供更少的穿孔52。此外，尽管所示的实施例每个蜂窝小室41包括一个穿孔52，但这也是示范实施例，且可使用更少的穿孔。作为另一备选方案，构想穿孔52尺寸也可变化，以影响朝背板70穿过叠层密封组件34的热量。甚至进一步，穿孔52可随机地布置，或可成图案地布置。共同地，这些各种情况允许调节迷宫式密封件30，以提供更多或更少的热且因此调节热生长来使转子密封齿32和定子密封部分33热匹配。然而，应当理解的是，尽管穿孔52和穿孔71可单独地使用，但它们可不一起使用，这将允许空气从第一蜂窝层40穿过背板70。此外，本领域的技术人员将理解，穿孔52和第一蜂窝层40的蜂窝小室41的数目、尺寸、形状或位置之间不存在确定的相关性。穿孔52相对于蜂窝小室41的特性变化允许定子密封部分33(图2)的改善的热调节。

在功能方面，中间密封板50用于从中间密封板50沿径向向外隔离相邻的第二蜂窝层60。隔离量可通过中间密封板50的各种可调整特性来控制。根据本实施例，中间密封板50为金属或其他类型的背板。中间密封板50可为第二蜂窝层60与背板70的硬焊。隔离功能产生了定位在第一蜂窝层40和中间密封板50上方的第二蜂窝层60内的热不流通腔。因此，第二蜂窝层也可称为低传导性结构。第二蜂窝层60的厚度可大于、小于或等于第一蜂窝层40。第二蜂窝层60包括径向在内边缘62和径向在外边缘64。此外，第二蜂窝层60包括多个蜂窝小室61。如前文关于第一蜂窝层40所述的，蜂窝小室61可采用各种形式和形状。蜂窝小室61为中空的，且尽管绘出的形状为六边形，但可使用其他形状。如上文所述，蜂窝小室61可为热不流通的，因为它们分别由中间密封板50和背板70在径向内侧和外侧上隔离。然而，穿孔71或52允许通过穿孔的尺寸确定和穿孔量来将蜂窝小室61活化至期望的量。

背板70在第二蜂窝层60的上方。背板70可包括多个穿孔71，以从背板70的后侧或径向外侧与第二蜂窝层60连通。备选地，背板70可不具有任何穿孔。与中间密封板50一样，穿孔71可在尺寸、形状和图案方面变化。例如，各穿孔71可对应于小室61，或备选地，可不对应于如图所示的各小室61。作为另一备选方案，穿孔71可具有一致的尺寸，以提供热密封匹配所期望的调节。此外，穿孔71可成图案布置，或可随机地布置。较冷的空气在背板70的该径向外侧上，该较冷的空气可通过穿孔71而连通，以便对第二蜂窝层60内的蜂窝小室61中的一个或更多个和中间密封板50提供冷却空气。本领域技术人员将理解，在穿孔71和第二蜂窝层60的蜂窝小室61的数目、尺寸、形状或位置之间不存在确定的相关性。穿孔71的特性的变化允许定子密封部分33的改善的热调节。

现在参看图4，以截面视图绘出了图3的实施例的组装侧视图。如可见，板50、70中的穿孔可与层40、60中的小室对准。而且，应理解的是，各种变化可在本实施例的范围内。例如，穿孔的数目可变化，穿孔的间距和形状可变化，或在备选方案中，可以以预选的图案布置。同样，中间密封板50的深度可与第一蜂窝层40和第二蜂窝层60相反地变化。该视图为示范性的，且本领域的技术人员将理解，空气可不被允许从叠层密封组件34的上侧传递到下侧。因此，穿孔52，71可不一起使用，因为空气可完全通过。

现在参看图5，绘出了双层叠层密封组件134的第二实施例的分解组装视图。热叠层结构包括第一径向在内的蜂窝层140，蜂窝层140可具有类似于前述第一蜂窝层40的描述。例如，第一蜂窝层140包括内边缘142和外边缘144。中间密封板150定位在第一蜂窝层140的径向外边缘144上，中间密封板150可为定位在第一蜂窝层140与低传导性结构160之间的低传导性材料。中间密封板150可以或可以不粘结到低传导性结构160。中间密封板150可包括多个孔口，或可如图所示为实心的。在使用穿孔的情况下，它们可如前所述地在尺寸、形状、数目和布置方面改变。

低传导性结构160在中间密封板150的上方或径向外侧，低传导性结构160根据本实施例为陶瓷基质复合材料(CMC)，其为具有高温能力和低延展性的非金属材料。低传导性结构160可具有内表面162和外表面164。一般来说，CMC材料包括陶瓷纤维，例如碳化硅(SiC)，其形式为被用顺应性材料如氮化硼(BN)涂布。纤维被以陶瓷类型基质涂布，其一个形式为碳化硅(SiC)。通常，层160由低延展性、高温能力材料构成。CMC材料一般具有小于或等于大约1％的室温拉伸延展性，这在本文中用于限定低拉伸延展性材料。更具体而言，CMC材料具有在大约0.4％到大约0.7％的范围中的室温拉伸延展性。用于此种衬层的示范复合材料包括碳化硅、硅、硅石或矾土基质材料，以及它们的组合。通常，陶瓷纤维埋入基质内，如氧化稳定增强纤维，包括如蓝宝石和碳化硅的单丝(例如，Textron的SCS-6)，以及包括碳化硅(例如，Nippon Carbon的Ube Industries的和Dow Corning的)、硅酸铝(例如，Nextel的440和480)、和短切的晶须和纤维(例如，Nextel的440和)、以及可选的陶瓷颗粒(例如，Si、Al、Zr、Y的氧化物及其组合)和无机填料(例如，叶蜡石、硅灰石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱石)。在大约1000-1200华氏度的温度下，CMC材料通常具有在1.3x10^-6in/in/华氏度到大约3.5x10^-6in/in华氏度的范围中的热膨胀系数。

CMC材料具有如下特性，其中在平行于纤维长度(“纤维方向”)的方向上的材料抗拉强度比在垂直的方向上的抗拉强度强。该垂直方向可包括基质、层间、次级或三级纤维方向。各种物理性质也可在纤维与基质方向之间不同。

背板170配置在低传导性结构160的径向外侧。与以上实施例一样，叠层密封组件134通过减小穿过背板170的热负载来限制瞬变反应。这减小了叠层密封组件134的热响应，这减慢了低传导性结构160的热响应。因此，减小的寄生流导致减小的SFC和更小的机械退化，同时改善燃气涡轮发动机10的性能。

现在参看图6，绘出了第二实施例的组装的侧截面视图。叠层密封组件134包括径向内蜂窝层140，其连接中间密封板150。根据本实施例，粘结部可以或可以不具有多个穿孔。在中间密封板150上方绘出了低传导性结构160，其进一步将背板170与蜂窝层140的下侧的热隔离。

现在参看图7，绘出了线图，其示出了现有技术叠层密封组件34的瞬变流动效果。如本领域的技术人员将认识到的，本实施例用于减慢定子密封部分33的热生长。标记测量结果的密封件流动指示迷宫式密封组件30的瞬变径向间隙。在瞬变操作如猝发的节流阀增大期间，定子组件的较快生长导致跨过迷宫式密封组件30的流的泄漏。密封件的定子和转子部分33、35之间的此种不同生长的减小导致更低的密封件流动。

在线图中，密封件流动提供在与列在水平轴线上的时间相对的一个轴线上。在瞬变节流阀增大期间，上方虚线200绘出了现有技术密封件的情况下与瞬变发动机操作对应的特定时段的密封件流动的增大。然而，下方实线202代表本实施例的叠层密封布置的密封件流动。如图所示，实线202的密封件流动明显小于由虚线200代表的现有技术密封组件。该减小归因于迷宫式密封组件30的热匹配结构，其中，定子密封部分33的生长减慢，以更接近地匹配转子密封部分35的生长。

随着时间经过，两个密封部分33、35在密封件流动正常化时回到稳态条件。然而，在此瞬变操作期间，流动速率通过叠层密封组件34而明显地得到改善。

为了进行制造，本实施例可以通过各种技术形成。具有单层的现有技术迷宫式密封件的制造一般涉及将蜂窝区段硬焊到背板。对于具有单个蜂窝层的密封件，硬焊接头可通过蜂窝小室的开口端来目视检查。将相同的硬焊过程用于本实施例将导致至少多2个硬焊周期，从而提高零件成本和制造周期时间。中间密封板50还将阻挡第二层蜂窝60与背板70之间的硬焊接头的观察，使得检查过程是复杂的。由于硬钎焊材料可填充任何穿孔52或72，故穿孔52、71将需要在硬焊之后钻取。这将意味着钻孔操作对于穿孔52而言将发生在蜂窝小室41的内侧。任何期望的穿孔71将必须在不观察第二蜂窝层60的情况下从背板70的远侧表面钻取，使得难以将穿孔71与蜂窝小室61排成行(如果期望)。

制造本实施例的备选方法可解决上述难题中的一些。例如，实施例可在添加制造过程中形成。添加制造过程可允许定子密封部分33中的全部或部分制造成一件，从而消除对硬焊过程及其随后的检查的需要。根据一个实施例，且现在参看图8，整个定子密封部分33通过添加制造而形成，这通常也称为3D打印。打印的部分可包括整个定子密封部分33，包括控制环38、39和叠层密封组件34，或可仅为叠层密封组件34。根据本实施例，在步骤300处由打印机控制器接收CAD模型文件。在步骤302处，在添加制造过程中打印该部分。接下来，在步骤304处，检查该部分。在此，对于上述硬焊步骤中的各个，仅需要单次检查，而非多次检查。这显著地降低了制造成本和周期时间。任何期望的穿孔52或71也可在添加制造过程期间形成，从而通过消除穿孔钻取过程来进一步减小生产成本和周期时间。

通过燃气涡轮发动机10的操作，接合转子密封部分35的第一蜂窝层40可通过与密封齿32接触而退化。现在参看图9，可能期望在发动机检修事件期间仅替换第一蜂窝层40，以恢复新密封件的密封特性。出于此原因，可能有利的是使用传统硬焊过程，以用于将第一蜂窝层40(或140)联结到已利用添加制造过程与第二蜂窝层60(160)和背板70(或170)一起制造的中间密封板50(或150)。在该过程实施例中，部分50、60、70或备选地150、160、170通过添加制造而形成。传统蜂窝结构在发动机检修期间或在原制造过程中通过硬焊连结到组件。这允许在检修期间容易地替换。这允许在需要时移除和替换第一蜂窝层40(或140)而不替换整个定子密封部分33。

如图所示，在步骤400处由打印控制器接收CAD模型文件。例如，在步骤402处作为单个结构打印部分50、60和70、或150、160、170。接下来，在步骤404处获得蜂窝层40，且在步骤406处将蜂窝层40硬焊到打印的结构。在随后的步骤408中，确定是否需要穿孔52、71，且如果需要，则在步骤410处在加工过程中形成它们。如果不需要穿孔52、71，则在步骤412处检查硬焊。在步骤414处可执行最终检查且/或释放该部分。

出于图示目的，已提出了结构和方法的以上描述。其不意图为无遗漏的或将结构和方法限于所公开的精确形式和/或步骤，且明显的是，鉴于以上教导，许多修改和变型是可能的。本文中所述的特征可以以任何组合方式来组合。本文所述的方法的步骤可以以实际上可能的任何顺序来执行。应当理解的是，尽管已经示出且描述了复合结构的某些形式，但其不限于此，且相反将仅由所附权利要求限制。

尽管已在本文中描述和示出了多个创造性的实施例，但本领域技术人员将容易地构想出多种其他手段和/或结构以用于执行功能并且/或者获得本文中所述的结果和/或一个或更多个优点，且此种变型和/或修改中的各个均认为在本文所述的实施例的范围内。更一般而言，本领域技术人员将容易认识到，本文中所述的所有参数、尺寸、材料和构造都意图为示范性的，且实际的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于应用创造性教导的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到，或能够使用仅常规的实验来确定本文中所述的特定创造性实施例的许多等同方案。因此，应理解的是，前述实施例仅是作为实例提出的，且在所附权利要求及其等同物的范围内，创造性实施例可以与明确描述和要求保护的不同地以其他方式实施。本公开的创造性实施例涉及本文中所述的各独立特征、系统、制品、材料、套件、和/或方法。此外，如果此种特征、系统、制品、材料、套件、和/或方法不是相互不相容的，则两个或更多个此种特征、系统、制品、材料、套件、和/或方法的任何组合包括在本公开的创造性范围内。

实例用于公开实施例，包括最佳实施方式，且还使本领域技术人员能够实施设备和/或方法，包括制作和使用任何装置或系统，和执行任何合并的方法。这些实例不旨在为无遗漏的或是将本公开限于所公开的精确步骤和/或形式，且鉴于以上教导，许多修改和变型是可能的。在本文中所述的特征可以以任何组合方式来组合。本文中所述的方法的步骤可以以实际可能的任何顺序来执行。

在本文中限定和使用的任何定义都应当理解为对照词典定义、通过参考而并入的文献中的定义、和/或限定的用语的普通含义。除非相反地明确指出，否则本文中用在说明书和权利要求中的不定冠词“一个”和“一种”应当理解为意指“至少一个”。本文中用在说明书和权利要求中的短语“和/或”应当理解为意指这样结合的元件中的“任一者或二者”，即，在一些情况中结合地存在且在其他情况中分离地存在的元件。

还应理解的是，除非相反地清楚指出，否则在本文中要求保护的包括多于一个的步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不一定限于阐述方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求以及以上说明书中，所有的过渡短语如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“构成(composed of)”等应理解为开放的，即，意指包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册2111.03段中所述的，仅过渡短语“由…构成(consisting of)”和“基本上由…构成(consisting essentially of)”应当分别是封闭或半封闭的过渡短语。

要求保护的如下。

Claims (14)

1.一种配置在定子密封部分(33)上且与燃气涡轮发动机(10)的转子密封部分(35)相对的叠层密封组件(34)，包括：

第一蜂窝层(40)，其具有接合所述转子密封部分的第一边缘(42)和远离所述转子密封部分的第二边缘(44)，多个小室(41)在所述第一边缘与所述第二边缘之间延伸；

中间密封板(50)，其具有第一材料表面和第二材料表面，所述第一材料表面靠着所述第一蜂窝层的所述第二边缘而配置；

低传导性结构(60)，其配置在所述第二材料表面上；和

背板(70)，其靠着所述低传导性结构而配置；

其中，所述定子密封部分可针对热生长来调节，以匹配所述转子密封部分的热生长；

其中，所述中间密封板和所述背板中的至少一者包括多个瞬变匹配调节穿孔(52)。

2.根据权利要求1所述的叠层密封组件，其中，所述瞬变匹配调节穿孔为相同尺寸或不同尺寸中的一种。

3.根据权利要求2所述的叠层密封组件，其中，所述瞬变匹配调节穿孔是随机地布置或布置成图案中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的叠层密封组件，其中，所述中间密封板为金属片材。

5.根据权利要求1所述的叠层密封组件，其中，所述低传导性结构为陶瓷基质复合材料。

6.根据权利要求1所述的叠层密封组件，其中，所述低传导性结构为第二蜂窝层。

7.根据权利要求1所述的叠层密封组件，还包括所述中间密封板中的穿孔，以用于所述第一蜂窝层与所述低传导性结构之间的空气连通。

8.根据权利要求7所述的叠层密封组件，其中，所述中间密封板中的所述穿孔具有一致的尺寸。

9.根据权利要求7所述的叠层密封组件，其中，所述中间密封板中的所述穿孔为至少两种不同的尺寸。

10.根据权利要求1所述的叠层密封组件，其中，所述小室各自为几何形状。

11.根据权利要求10所述的叠层密封组件，其中，所述小室具有一致的尺寸。

12.根据权利要求10所述的叠层密封组件，其中，所述小室具有变化的尺寸。

13.根据权利要求10所述的叠层密封组件，其中，所述小室具有变化的高度。

14.一种形成如上述权利要求任一项所述的叠层密封组件(34)的方法，包括：

在处理器处接收模型文件；

从所述模型文件打印3维部分，所述3维部分为定子密封部分(33)的全部或一部分，所述3维部分包括所述中间密封板、低传导性结构和所述背板，其中如果所述背板具有第一穿孔，所述第一穿孔通过打印形成；

将第一蜂窝层硬焊到所述3维部分，

判断所述中间密封板是否需要加工第二穿孔，若需要则在所述中间密封板上钻取所述第二穿孔，和

检查所述硬焊，并将所述叠层密封组件的检查减小超过一次。